DE3610587A1 - Zum bonden von halbleitervorrichtungen geeigneter draht und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Zum bonden von halbleitervorrichtungen geeigneter draht und verfahren zu dessen herstellung

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DE3610587A1
DE3610587A1 DE19863610587 DE3610587A DE3610587A1 DE 3610587 A1 DE3610587 A1 DE 3610587A1 DE 19863610587 DE19863610587 DE 19863610587 DE 3610587 A DE3610587 A DE 3610587A DE 3610587 A1 DE3610587 A1 DE 3610587A1
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Naoyuki Osaka Hosoda
Masaki Iwatsuki Saitama Morikawa
Toshiaki Osaka Ono
Naoki Osaka Uchiyama
Hideaki Kasukabe Saitama Yoshida
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Description

Halbleitervorrichtungen vom Typ IC, zu denen auch Transistoren, LSI und VLSI gehören, werden in typischer Weise durch nachfolgende Verfahrensschritte hergestellt:.
(a) Einsatz eines Leiterrahmen-Materials, das aus einem Streifen einer Kupferlegierung mit einer Dicke von 0,1 bis 0,3 mm besteht;
(b) Ausätzen oder Ausstanzen eines Leiterrahmens, welcher der Gestalt der herzustellenden IC entspricht; (c) Aufbringen von hochreinen Si- oder Ge-Halbleiterplättchen auf ausgewählte Bereiche im Leiterrahmen durch Thermokompression mit Hilfe eines elektrisch leitfähigen Harzes, wie Ag-Paste, oder durch Auflöten einer Plattierung von Au, Ag, Ni, Cu oder einer Legierung davon auf die entsprechenden Oberflächen jedes Halbleiterplättchens und des Leiterrahmens, oder durch Au-Hartlötung;
(d) Anwenden des Nagelkopfbondens, um jedes Halbleiterplättchen mit dem Leiterrahmen zu verbinden, wobei diese mit sehr feinen Au-Drähten verbrückt werden (Durchmesser 20 bis 50 μπι);
(e) Umschließen der Halbleiterplättchen, der gebondeten Golddrähte und des mit den Chips verbundenen Teils des Leiterrahmens mit einer Schutzhülle aus Kunststoff, und
(f) Zerschneiden des Leiterrahmens in einzelne ICs.
Da die Golddrähte, die üblicherweise als Drähte zum Bonden bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen eingesetzt
werden, teuer sind, könnte eine wesentliche Verminderung der Herstellungskosten erreicht werden, indem die Golddrähte durch weit weniger teure Kupferdrähte ersetzt werden. Um diese Möglichkeit zu verwirklichen, wurden bereits Versuche durchgeführt, Drähte zum Bonden anzuwenden, die aus sauerstoffreiem Kupfer und anderen hochreinen Kupfermaterialien mit vergleichsweise niederen Härtewerten bestehen.
Durch wiederholte Elektroraffinations-Zyklen kann die Reinheit von Kupfermaterialien auf mindestens 99,999 % (5-stellige oder 5N-Reinheit) erhöht werden. Selbst wenn jedoch dieses hochreine Kupfermaterial, nachdem es durch 20 bis 30 Zonenschmelz-Vorgänge weiter gereinigt worden ist, in vollstem Ausmaß getempert worden ist, liegt seine Vickers-Härte (HV) immer noch im Bereich von etwa 45 bis 48 und ist nicht so niedrig wie der Wert für das weichere Gold (HV <=** 30) . Wenn unter Verwendung dieses relativ harten Kupferdrahtes das Nagelkopfbonden mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird (Intervalle von 0,15 bis 0,3 Sekunde zwischen den Bonding-Zyklen sind bei sehr feinen Golddrähten üblich) kann das am Ende des Drahtes gebildete Kügelchen die Bondinsel (bonding pad) der Al-Legierung auf dem Halbleiterplättchen zerbrechen oder kann manchmal die Bildung von Mikrorissen in dem Plättchen verursachen.
fj Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines sehr feinen Drahtes aus hochreinem Kupfer zur Verfügung zu stellen, der zum Hochgeschwindigkeits-Nagelkopfbonden angewendet werden kann und der die geringstmögliche Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche des Halbleiterplättchens verursacht.
Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein Verfahren zur Herstellung eines zum Bonden geeigneten Drahtes zur Verfügung zu stellen, der zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten Vorteil wiederholten Heizzyklen ausgesetzt werden kann,
wie sie in der Umgebung von ICs während ihres Gebrauchs auftreten, wobei die geringstmögliche Gefahr eines Bruches des Drahtes an der Verengung kurz oberhalb des gebondeten Kügelchens besteht.
Es ist außerdem Aufgabe der Erfindung, einen zum Bonden geeigneten Draht zu schaffen, der mit Hilfe einer der vorerwähnten Methoden hergestellt wird und der als industriell brauchbare Alternative zu dem sehr feinen Golddraht ange-
10 wendet werden kann.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die nachstehenden Gegenstände der Erfindung gelöst.
(1) Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines zum Bonden von Halbleitervorrichtungen geeigneten Drahtes, das darin besteht, daß ein Barren aus hochreinem Kupfer vorgesehen wird, der 0,1 bis 100 ppm (Gewichtsteile pro eine Million Gewichtsteile) der folgenden reinigenden Komponenten enthält:
mindestens ein Seltenes Erdelement; oder mindestens ein Element, das aus der aus Mg, Ca, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, Rb und Cs bestehenden Gruppe ausgewählt ist; oder
mindestens ein Seltenes Erdelement in Kombination mit mindestens einem Element, das aus der aus Mg, Ca, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, Rb und Cs bestehenden Gruppe ausgewählt ist,
30 und dieser Kupferbarren durch Zonenschmelzen gereinigt wird.
(2) Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines zum Bonden von Halbleitervorrichtungen geeigneten Drahtes, das darin besteht, daß ein Barren aus hochreinem Kupfer vorgesehen wird, der 0,1 bis 100 ppm (Gewichtsteile pro eine Million
Gewichtsteile) mindestens einer reinigenden Komponente, die aus der Gruppe Mg, Ca, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, Rb und Cs ausgewählt ist, enthält, dieser Kupferbarren danach durch Zonenschmelzen gereinigt wird, wobei gereinigtes hochreines Kupfer erhalten wird, und daß diesem gereinigten Kupfer 0,5 bis 3 ppm mindestens eines Legierungselements zugesetzt wird, das aus der aus Seltenen Erdelementen und Y bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
(3) Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein sehr feiner Draht zur Verwendung zum Bonden von Halbleitervorrichtungen, der aus hochreinem Kupfer mit einem Gehalt von nicht mehr als 0,1 ppm jedes der Elemente S, Se und Te, wobei der Gesamtgehalt dieser und eventueller anderer zufälliger Verunreinigungen bei einem Wert von nicht mehr als 0,3 ppm gehalten wird, besteht.
(4) Gegenstand der Erfindung ist ferner ein sehr feiner Draht zur Verwendung zum Bonden von Halbleitervorrichtungen, der aus hochreinem Kupfer besteht, das 0,5 bis 3 ppm mindestens eines Elements aus der Gruppe Y und der Seltenen Erdelemente als Legierungsbestandteil enthält, wobei der restliche Anteil aus Kupfer und zufälligen Verunreinigungen besteht, die nicht mehr als 0,2 ppm S, nicht mehr als 0,1 ppm Se und nicht mehr als 0,1 ppm Te umfassen, wobei der Gesamtgehalt dieser und eventuell vorliegender anderer zufälliger Verunreinigungen bei einem Gehalt, der
30 1 ppm nicht überschreitet, gehalten wird.
Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben. Den vorstehend beschriebenen Gegenständen der Erfindung liegen intensive Untersuchungen der Erfinder zugrunde, die sich mit den Nachteilen befaßten, mit denen die Anwendung von sehr feinen Drähten aus sauerstoffreiem Kupfer zum
Bonden von Halbleitervorrichtungen verbunden ist. Dabei wurde erfindungsgemäß folgendes festgestellt.
(a) Das an der Spitze eines sehr feinen Golddrahtes gebildete Kügelchen unterliegt keiner wesentlichen Änderung der Härte, selbst wenn es in einem schnellen Bonding-Verfahren der Thermokompression unterworfen wird. Andererseits wird das Kügelchen, das an der Spitze eines sehr feinen Drahtes aus sauerstoffreiem Kupfer gebildet wird, aufgrund der Verformungshärtung durch Thermokompression des Kügelchens äußerst hart. Das gehärtete Kügelchen zeigt die starke Neigung, das Halbleiterplättchen selbst oder die Bondinsel an dessen Oberfläche zu beschädi-
15 = gen.
(b) Der Grad der Verformungshärtung des Kügelchens an der Spitze des sehr feinen Drahtes aus sauerstofffreiem Kupfer, die durch die Thermokompressions-Zyklen bei dem raschen Bonding-Verfahren verursacht wird, schwankt beträchtlich in Abhängigkeit von den Konzentrationen von S, Se und Te, die als zufällige Verunreinigungen vorhanden sind.
(c) Wenn die Reinheit von sauerstoffreiem Kupfer erhöht wird, wobei die Gehalte an S, Se und Te durch Kombination von Elektroraffinations- und Zonenschmelz-Methoden vermindert werden, kann die Erhöhung der Härte des Kügelchens an der Drahtspitze, die durch die Thermokompressions-Zyklen beim raschen Nagelkopf-Bonden verursacht wird, unterdrückt werden, wodurch die Häufigkeit des Auftretens der unter (a) erwähnten Schwierigkeiten vermindert wird, jedoch diese Probleme nicht vollständig ausgeschaltet
35 werden können.
(d) Sehr feine Drähte, die aus hochreinem Kupfer gebildet sind, welches durch Kombination von Elektroraffinations- und Zonenschmelz-Methoden erhalten wird, enthalten etwa 0,3 bis 5 ppm jedes der EIemente S, Se und Te als zufällige Verunreinigungen und die Gehalte an diesen Verunreinigungen können auch durch weitere wiederholte Anwendung der vorstehend erwähnten Reinigungsmethoden nicht mehr erniedrigt werden. Wenn jedoch ein Seltenes Erdelement oder mindestens eines der Elemente Ti, Zr, Hf, Mg, Ca, Li, Na, K, Rb und Cs, oder wenn sowohl ein Seltenes Erdelement und mindestens eines der vorstehend aufgezählten Elemente dem hochreinen Kupfer als reinigende Komponenten in Mengen von 0,1 bis ppm (auf Gewichtsbasis) einverleibt wird, bilden diese Elemente mit S, Se und Te Sulfide, Selenide • und Telluride während des nachfolgenden Zonenschmelzens und werden von der Kupfermatrix abgetrennt, wobei nicht mehr als 0,1 ppm jeder dieser Verunreinigungen in dem hochreinen Kupfer zurückbleibt. Gleichzeitig werden andere zufällige Verunreinigungen, wie Ag, Si, Fe, Ni, Co, Sn, Mn und Zn durch Zonenschmelzen entfernt, mit dem Ergebnis, daß der Gesamtgehalt der in dem Ausgangs-Barren vorliegenden Verunreinigungen auf einen Wert vermindert wird, der 0,3 ppm nicht überschreitet. Ein sehr feiner Draht, der aus dem so behandelten hochreinen Kupfer hergestellt ist, das extrem niedere Gehalte an zufälligen Verunreinigungen aufweist, kann für das Hochgeschwindigkeits-Nage1-kopfbonden verwendet werden, wobei die Gefahr, daß das Kügelchen aufgrund der Thermokompression einer Verformungshärtung unterliegt, soweit vermindert ist, daß keine Möglichkeit mehr besteht, daß das Kügelchen das Halbleiterplättchen oder die Bondinsel auf diesem
35 Halbleiterplättchen beschädigt.
Aufgrund weiterer Untersuchungen der vorstehend erläuterten Gegebenheiten wurden die nachstehend beschriebenen zusätzlichen Beobachtungen gemacht.
(e) Selbst der sehr feine Draht, der aus dem wie vorstehend unter (d) beschriebenen hochreinen Kupfer erhalten wird, ist mit der Möglichkeit behaftet, daß ein Bruch an der Verengung kurz oberhalb des gebondeten Kügelchens auftritt, wenn die Halbleiter-Vorrichtung in ihre ArbeitsUmgebung gebracht wird, und die Gefahr, daß . diese Schwierigkeit eintritt, hängt von der Art der Halbleitervorrichtung oder dem Einbettharz ab, mit dem diese umhüllt wird. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird entweder ein Seltenes Erdelement oder Y oder werden sowohl Yttrium als auch ein Seltenes Erdelement in das gemäß (d) gebildete hochreine Kupfer als Legierungselement in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 3 ppm einverleibt und gleichzeitig werden die Gehalte von S, Se und Te als zufällige Verunreinigungen auf Werte von nicht mehr als 0,2 ppm, 0,1 ppm bzw. 0,1 ppm vermindert, wobei der Gesamtgehalt dieser und eventuell vorhandener anderer zufälliger Verunreinigungen auf einen Wert beschränkt wird, der 1 ppm nicht überschreitet. Ein aus dem so gebildeten Kupfer erhaltener sehr feiner Draht kann für das Hochgeschwindigkeits-Nage!kopfbonden eingesetzt werden, wobei die folgenden Vorteile erzielt werden: Das an der Spitze des Drahtes gebildete Kügelchen unterliegt nur in geringstem Ausmaß der Verformungshärtung durch die Thermokompression; das Kügelchen hat einen inhärenten niederen Wert der Vickers-Härte; und das Auftreten von Brüchen an der Verengung kurz oberhalb des gebondeten Kügelchens wird auf einen
35 sehr niederen Wert vermindert.
Die kritische Bedeutung der dem hochreinen Kupfer einverleibten reinigenden Komponente und der Legierungskomponente bzw. des Legierungselements, welches dem durch Zonenschmelzen gereinigten hochreinen Kupfer einverleibt wird, werden nachstehend erläutert.
Die dem hochreinen Kupfer zugesetzte reinigende Komponente verbindet sich mit S, Ag und anderen in dem Kupfer vorhandenen zufälligen Verunreinigungen und die so gebildeten Verbindungen werden durch die nachfolgende Behandlung durch Zonenschmelzen leicht entfernt. Wenn die Menge der reinigenden Komponente weniger als 0,1 ppm beträgt, erreicht das hochreine Kupfer nicht die gewünschte Weichheit, wenn andererseits mehr als 100 ppm der reinigenden Komponente zugesetzt werden, verbleibt ein erhöhter Anteil dieser reinigenden Komponente als Rückstand einer Legierungskomponente/ was zu einem Anstieg der Härte des durch Zonenschmelzen gereinigten hochreinen Kupfers führt. Die reinigende Komponente sollte daher in einer Menge zugesetzt werden, die innerhalb der Grenzwerte von 0,1 und 100 ppm liegt. Eine verbesserte Reinigung wird gewährleistet, wenn ein Seltenes Erdelement in Kombination mit mindestens einem der Elemente Mg, Ca, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, Rb und Cs eingesetzt wird.
Die Legierungskomponente, die entweder ein Seltenes Erdelement oder Y ist oder aus beiden besteht, wird in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 3 ppm dem durch Zonenschmelzen gereinigten hochreinen Kupfer einverleibt. Wenn der Gehalt dieser Legierungskomponente weniger als 0,5 ppm beträgt, ist er unzureichend, um häufige Drahtbrüche zu verhindern, die durch eine Vergröberung von Kristallkörnern in der Verengung unmittelbar oberhalb des gebondeten Kügelchens des Drahtes resultieren. Wenn andererseits der Gehalt der Legierungskomponente 3 ppm überschreitet, unterliegt das an der Spitze des Drahtes gebildete Kügelchen in so merklichem Ausmaß einer Verformungshärtung durch Thermokom-
pression, daß es praktisch unmöglich wird, das Hochgeschwindigkeits-Nagelkopfbonden durchzuführen. Der obere Grenzwert des Gehalts jedes der Elemente S, Se und Te als zufällige Verunreinigungen und der Gesamtgehalt dieser und beliebiger anderer zufälliger Verunreinigungen, die in dem Kupfer vorliegen, wurden empirisch festgelegt. Wenn diese oberen Grenzwerte überschritten werden, wird es unmöglich, das Auftreten der Schwierigkeiten auszuschalten, die bei den üblichen sehr feinen Drähten aus
10 sauerstoffreiem Kupfer auftreten.
Um die durch die Erfindung erzielten Vorteile zu verdeutlichen, werden die nachstehenden Beispiele gegeben.
15 Beispiel 1
Wiederholt elektrolytisch gereinigtes Kupfer mit einer Reinheit von 99,999 % (5 ppm S; 3 ppm Ag) wurde als Ausgangsmaterial verwendet und in einem Vakuumschmelzofen umgeschmolzen. Zu der Schmelze wurden eine bzw. mehrere Reinigungskomponenten (gemäß Tabelle 1) in den in Tabelle 1 gezeigten Mengen zugefügt. Jede der Schmelzen wurde zu einem Barren (10 mm χ 10 mm Querschnitt; 250 mm Länge) gegossen und diese Barren wurden dann dem Zonenschmelzen in fünf Durchgängen unter Vakuum unterworfen. Durch diese Verfahrensweise wurden 46 Probebarren aus sehr weichem Kupfer hergestellt.
Ein Prüfkörper wurde von dem Ende jedes Barrens abgeschnitten, an dem die Zonenschmelzbehandlung gestartet worden war. Dieser Prüfkörper wurde durch 30-minütiges Erhitzen auf 6000C getempert und anschließend mit Salpetersäure geätzt.Dann wurde die Vickers-Härte des geätzten Prüfkörpers untersucht. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt, in der auch die Anfangswerte (d.h. die Werte vor dem Zonenschmelzen) aufgeführt sind.
Zwei Barren aus hochreinem Kupfer mit den vorstehend angegebenen Abmessungen wurden als Vergleichsproben vorgesehen. Ein Barren war aus mehrfach elektrolytisch gereinigtem Kupfer (5N-Reinheit; 5 ppm S; 3 ppm Ag) gegossen worden und der andere Barren war aus dem gleichen wiederholt elektrolytisch gereinigten Kupfer gegossen worden, nachdem dieses einem weiteren Elektroraffinations-Zyklus unterworfen worden war. Nach dem Messen der Vickers-Härte jedes Barrens wurde jeder Barren unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen durch Zonenschmelzen gereinigt, wobei die Proben Nr. 1 und 2 erhalten wurden. Wie vorstehend zur Herstellung für die Messung der Vickers-Härte beschrieben, wurde ein Prüfkörper aus jeder Probe geschnitten, getempert und säuregeätzt.Die unter Verwendung dieser Prüfkörper erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt.
Die HV-Werte der Proben 1 bis 14 und 31 bis 46 sowie der Vergleichsproben 1 und 2 zeigten, daß die Säureätzung unzureichend ist, um die Verformungshärtung zu beseitigen, welche durch die Verarbeitungs- und Schleif-Beanspruchungen eingeführt wurde, die dann verursacht werden, wenn die Proben aus den Barren geschnitten werden. Daher wurden die Proben erneut mit Säure geätzt,bevor eine weitere Messung ihrer HV-Werte erfolgte. Für die erneut geätzten Proben werden zwei HV-Werte in Tabelle 1 angegeben, wobei der nach der ersten Ätzung erhaltene Wert in Klammern gesetzt ist.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, hatten die erfindungsgemäßen Proben Nr. 1 bis 46 sehr niedere Härtegrade (HV < 40). Andererseits konnte bei den Vergleichsproben Nr. 1 und 2, denen keine der erfindungsgemäß geforderten Reinigungskomponenten einverleibt wurde, keine wesentliche Verminderung der Härte auch nach der Reinigung durch
35 Zonenschmelzen erzielt werden.
Tabelle 1
Probe Nr. 1 La: Reinigende Komponente (ppm) 3, La: 1 17, Pr: 5, La: 25 Vickers-Härte (55,0) Nach dem Zonenschmelzen
2 La: 0,15 10 Vor dem Zonenschmelzen (54,9) 38,4 (49,2)
3 La: 20 7, Sm: 1 47,4 (54,8) 35,3 (42,6)
4 La: 42 0,52, Nd: 0,18, La: 0,24 47,8 (55,3) 37,3 (44,8)
5 La: 63 45, Nd: 47,5 (57,1) 37,9 (45,4)
6 Ce: 98 0,13 48,0 (54,5) 39,5 (48,9)
Erfindungs- 7 Ce: 7 49 ,£ (54,8) 36,8 (44,6)
gemäße
Proben		 8 Ce: 30 46,9 (55,9) 35,8 (43,5)
9 Ce: 52 47,3 (56,8) 37,6 (45,1)
10 Nd: 86 48,6 (55,2) 39,1 (48,7)
11 La: 15, Pr: 49,4 (55,9) 35,5 (43,1)
12 Pr: 16, Ce: 47,8 (56,1) 36,1 (43,8)
13 Ce: 11, La: 48,4 (55,0) 36,2 (43,6)
14 Ce: 48,9 (56,9) 39,0 (48,4)
15 Li: 47,8 39 ,3 (49,1)
49,3 36,1
47,6
CaJ CD
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Erfindungs
gemäße
Eroben		 16 Li: 42 49,2 36,4
17 Na: 2 46,8 36, 0
18 Na: 91 50,2 37,5
19 K: 2 47,1 36,0
20 K: 43 48,8 36,9
21 Rb: 1 46,9 35,4
22 · Rb: 87 50,3 37,2
23 Cs: 0,6 46,8 36,6
24 Cs: 89 50,4 35,8
25 Li: 30, Na: 33 50,2 36,7
26 Li: 9, Na: 3, K: 20 48,3 36,3
27 Na: 23, K: 10, Rb: 20, Cs: 25 49,3 37,2
28 Li: 19, La: 2 48,9 35,5
29 K: 22, Ce: 49 48,0 36,1
30 Na: 13, Cs: 10, Ce: 20, Nd: 8, La: 8 50,1 35,4
31 Mg: 0,15 46,9 (54,5) 37,2 (45,0)
32 Mg: 40 48,5 (56,0) 37,5 (45,2)
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Erfindungs-
gemäße
Proben		 33 Ca: 2 47,2 (54,6) 37,3 (44,9)
Vergleichs
proben		 34 Ca: 95 48,7 (55,8) 37,8 (45,1)
35 Ti: 2 47,3 (54,9) 37,0 (44,8)
36 Ti: 45 48,2 (55,3) 38,1 (45,4)
37 Zr: 1 47,3 (54,6) 36,9 (44,4)
38 Zr: 88 48,9 (56,0) 38,7 (46,0)
39 Hf: 0,5 47,0 (54,6) 37,6 (45,4)
40 Hf: 90 48,6 (56,1) 36,6 (44,5)
41 Mg: 30, Ca: 35 49,6 (56,8) 36,9 (44,3)
42 Mg: 10, Ca: 3, Ti: 20 48,0 (55,2) 37,8 (45,2)
43 Ca: 26, Ti: 10, Zr: 20, Hf: 26 49,8 (57,3) 37,0 (44,7)
44 Mg: 20, La: 2 47,3 (54,5) 36,7 (44,1)
45 Ti: 23, Ce: 50 49,6 (56,9) 36,5 (44,0)
46 Ca: 15, Hf: 10, Ce: 20, Nd: 8, La: 10 48,6 (55,8) 36,7 (44 ,1)
1 (wiederholt elektrolytisch gereinigtes Kupfei) 47,9 (55,2) 46,6 (54,1)
2 (wiederholt elektrolytisch gereinigtes Kupfer,
das einem weiteren Elektroraf f inations-
Zvklus unterworfen wurde)		 46,1 (53,2) 44,7 (52,0)
Beispiel 2
Ein Barren aus sauerstoffreiem Kupfer mit den in Tabelle gezeigten Gehalten an Verunreinigungen wurde eingesetzt.
Außerdem wurden zwei Barren aus hochreinem Kupfer hergestellt, wobei einer davon erhalten wurde, indem das sauerstoff reie Kupfer eine Elektroraffination unterworfen wurde, und der andere erhalten wurde, indem das gleiche sauerstoff reie Kupfer dem Zonenschmelzen unterworfen wurde. Die Gehalte an Verunreinigungen in diesem zusätzlichen Ausgangs-Barren sind ebenfalls in Tabelle 2 angegeben. Der Barren aus elektroraffiniertem hochreinem Kupfer wurde in einem Vakuumschmelzofen erneut geschmolzen. Zu der Schmelze wurde eine bzw. wurden mehrere der Reinigungskomponenten (gemäß Tabelle 2) in den in Tabelle 2 gezeigten Mengen zugefügt. Jede der Schmelzen wurde zu einem Barren (10 mm ic 10 mm Querschnitt; 250 mm Länge) gegossen und die erhaltenen Barren wurden durch fünf Zonenschmelz-Vorgänge in Vakuum gereinigt. Eine 100 mm lange Probe wurde vom Ende jedes Barrens an der Stelle abgeschnitten, an dem die Zonenschmelzbehandlung gestartet worden war. Durch diese Verfahrensweise wurden 42 Probebarren aus gereinigtem Kupfer gemäß der Erfindung hergestellt, deren Verunreinigungs-Gehalte in Tabelle 2 gezeigt sind.Jeder der Barren (d.h.
Barren aus sauerstoffreiem Kupfer, elektroraffiniertem hochreinem Kupfer, zonengeschmolzenem hochreinem Kupfer und hochreinem Kupfer gemäß der Erfindung) wurde durch wiederholte Zyklen einer konventionellen Heiß- und Kaltwalzmethode zu einem sehr feinen Draht (Durchmesser 25 um)
30 ausgezogen.
Aus jeder der Drahtproben wurde ein Kügelchen an der Drahtspitze unter Verfestigung gebildet und die Vickers-Härte eines Querschnitts dieses Kügelchens wurde gemessen. Dann wurden die Drähte mit Hilfe eines Hochgeschwindigkeits-Bondingverfahrens (Intervall zwischen zwei Bonding-Vorgängen 0,15 Sekunde) durch Nagelkopfbonden an der
Bondinsel aus Al-Legierung an Si-Halbleiterplättchen
4
befestigt. Nach 10 -Bonding-Zyklen wurde die Anzahl der auftretenden Beschädigungen an der Bondinsel ausgezählt und die Vickers-Härte des an der Bondinsel gebondeten
5 Kügelchens wurde ebenfalls gemessen. Zur Messung der
HV-Werte wurde das Kügelchen quer durchgeschnitten, wobei darauf geachtet wurde, daß keine Verspannungen erzeugt wurden, und nach dem Ätzen wurde der HV-Wert mit einem sehr kleinen Modell eines Mikro-Meßgeräts für die Vickers-Härte gemessen, das zur Durchführung sehr feiner Messungen geeignet ist. Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
1 Reinigende
Komponente
(ppm)		 Verunreinigungsgehalte (ppm) 10 Se Te Gesamt Härte des Kügelchens
(HV) 		Nach der
pression		 Häufigkeit
der
Beschädigung
der
Bondinsel
Probe N] 2 S 5 1 1 37 Vor der
Thermokon?		 56 983
C. 3 1 0,5 0,5 26 48 50 510
Draht aus
sauerstoff
freiem Kupfer		 4 0 ,08 0,3 0,3 6,6 38 48 103
Draht aus
elektroraffi-
niertem hoch
reinem Kupfer		 5 La: 0,15 0 ,03 0,01 0,01 0,24 38 44 1
Draht aus
zonengeschmol-
zeneni hoch
reinem Kupfer		 La: 9,2 <0, 01 <0,01 <0,01 0,14 38 42 0
Erfin-
dungs-
gemäße
Proben		 La: 40,3 <0, 01 <0,01 <0,01 0,02 38 40 0
La: 95,0 0, 09 <0,01 <0,01 0,06 38 42 0
Ce: 0,20 0,01 0,01 0,11 38 45 2
38
6 Tabelle Ce; 8,1 0,04 2 (Fortsetzung) <0,01 0 ,05 38 43 0
7 Ce: 30,2 0,01 < 0,01 <0 ,01 0,02 38 41 0
8 Ce: 90,1 <0,01 < 0,01 <0 ,01 0,03 38 42 0
9 Ti: 0,29 0,09 < 0,01 0 ,01 0,14 38 45 1
10 Ti: 5,0 0,03 0,02 <0 ,01 0,14 38 43 0
11 Ti: 90,0 0,01 0 ,01 <0,01 0,16 38 42 0
12 Zr: 0,19 0,09 <0,01 0,01 0,16 38 45 1
13 Zr: 7,8 0 ,03 0,03 0,01 0,08 38 43 0
Erfin-
dungs-		 14 Zr: 81,0 0 ,01 0,01 <0,01 0,04 38 41 0
gemäße
Proben		 15 Hf: 0,31 0 ,09 < 0,01 0,01 0,20 38 45 1
16 Hf: 10,3 0 ,02 0,02 <0,01 0,13 38 42 0
17 Hf: 92,5 <0,01 0,01 <0,01 0,15 38 42 0
18 Ca: 0,21 0,09 <0,01 0,01 0,24 38 45 0
19 Ca: 10,3 0,03 0,02 <0,01 0,17 38 41 0
20 Ca: 98,1 <0,01 0,01 <0,01 0,09 38 41 0
21 Mg: 0,42 0,09 <0,01 0,01 0,25 38 45 2
0,02
22 Mg: 9,0 Pr: Tabelle 2 0 ,04 (Fortsetzung) ,01 <0,01 0,15 38 44 1
23 Mg: 80,4 Ce: 0 ,01 0 ,01 <0,01 0,15 38 42 0
24 Li: 0,19 Nd: 0 ,09 <0 ,03 0,01 0,13 38 45 1
25 Li: 11,0 Nd:
La:		 0 ,02 0 ,01 <0,01 0,15 38 43 0
26 Li: 85,0 Ti: <0 ,01 0 ,01 <0,01 0,03 38 40 0
27 Nd:
La:		 20,1,
2,0		 Zr: 0 ,05 <0 ,01 <0,01 0,18 38 43 0
28 La: 16,0, Hf: 3,0, 0 ,04 0 ,01 <0,01 0,15 38 43 0
Erfin- 29 Ce:
La:		 0,52,
0,32 		Ca: 10,2 0 ,06 <0 ,01 0,01 0,18 38 45 1
dungs-
geiräße
Proben		 30 Ce:
Pr:		 45,1,
5,1,		 Mg: 0,20, 0 ,01 0 ,01 <0,01 0,14 38 41 0
31 La: 10,0, 19,6,
10,2 		0 ,01 <0 ,01 <0,01 0,17 38 41 0
32 La: 11,7, 9,8 <0 ,01 <0 ,01 <0,0l 0,16 38 41 0
33 La: 25,1, 12,0 <0 ,01 <0 ,01 <0,01 0,04 38 40 0
34 La: 10,2 24,6 <0 ,01 <0 ,01 <0,01 0,11 38 41 0
35 La: 20,0, 30,2 <0 ,01 <0 ,01 <0,01 0,15 38 41 0
9,6 <0
36 La: 22,3 , Li Tabelle 2 (Fortsetzung) <0 ,01 <0,01 0,02 38 40 0
Erfin
dungs
gemäße
Proben		 37 Ti: 10,0 , Ca : 10,3 <0,01 < 0 ,01 <0,01 0,07 38 42 0
38 Zr: 12,1 , Mg : 20,4 0,01 < 0 ,01 <0,01 0,16 38 42 0
39 Hf: 25,4 , Li : 9,6 0,01 <0 ,01 <0,01 0,03 38 40 0
40 Ti:
Hf:
Mg:		 5,0,
5,1,
6,1,		 Zr:
Ca:
Li:		 : 10,0 <0,01 <0 ,01 <0,01 0,02 38 40 0
41 La:
Ca:
Li:		 20,5
10,3
2,6		 , Zr
, Mg		 10,2,
3,2,
4,1		 <0,01 <0 ,01 <0,01 0,04 38 40 0
42 La:
Pr:
Hf:		 5,0,
10 ,3
7,1,		 Nd:
, Ti
Mg:		 : 10,5,
: 3,2		 <0,01 <0 ,01 <0,01 0,05 38 40 0
8,2,
: 10,5,
3,0		 <0,01
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, enthielten die Drahtproben Nr. 1 bis 42 nicht mehr als 0,1 ppm S, Se oder Te, wobei der Gesamtgehalt der zufälligen Verunreinigen bei einem Wert von nicht mehr als 0,3 ppm gehalten wurde. Daher unterlag das an der Spitze jedes Drahtes gebildete Kügelchen keiner wesentlichen Erhöhung der Härte aufgrund der Thermokompression, die zur Durchführung des Nagelkopfbondens angewendet wurde, und das Auftreten einer Beschädigung der Bondinsel an jedem Halbleiterplättchen während des Hochgeschwindigkeits-Bondens entsprach einem Wert von nahezu Null.
Andererseits hatten die drei Vergleichsproben, die aus sauerstoffreiem Kupfer, elektrorafliniertem hochreinem Kupfer und zonengeschmolzenem hochreinem Kupfer bestanden, relativ hohe Gehalte an S, Se und Te, wobei der Gesamtgehalt dieser und anderer zufälliger Verunreinigungen höher als der erfindungsgemäß festgelegte obere Grenzwert war. Infolgedessen unterlag das an der Spitze jedes dieser Vergleichsdrähte ausgebildete Kügelchen einer merklichen Erhöhung der Härte aufgrund der Thermokompression, die zur Durchführung des Nagelkopfbondens angewendet wurde, so daß häufige Beschädigung der Bondinsel während des Hochgeschwindigkeits-Bondens verursacht wurde.
Aufgrund der Tatsache, daß bei Anwendung des erfindungsgemäß hergestellten sehr feinen Drahtes aus hochreinem Kupfer während des Hochgeschwindigkeits-Nagelkopfbondens im wesentlichen keine Beschädigung der Bondinsel verursacht wird, kann der erfindungsgemäße Draht in wirksamer Weise als praktische Alternative für den sehr feinen Golddraht eingesetzt werden, der üblicherweise zum Bonden von Halbleitervorrichtungen angewendet wird.
Beispiel 3
Ein Barren aus sauerstoffreiem Kupfer wurde vorgesehen, welches S (6 ppm). Se (1 ppm) und Te (1 ppm) als zufällige Verunreinigungen enthielt, wobei der Gesamtgehalt dieser und anderer zufälliger Verunreinigungen 37 ppm betrug. Dieser Barren wurde einem weiteren Elektroraffinations-Vorgang unterworfen, um die Gehalte an S, Se und Te auf 1 ppm, 0,3 ppm bzw. 0,3 ppm zu vermindern, wobei der Gesamt-
10 gehalt der vorhandenen zufälligen Verunreinigungen auf
10 ppm erniedrigt wurde. Der Barren aus diesem hochreinen Elektrolytkupfer wurde in einem Vakuumschmelzofen erneut geschmolzen und zu der Schmelze wurde eine bzw. wurden mehrere Reinigungskomponenten (gemäß Tabelle 3) in den in Tabelle 3 gezeigten Mengen zugegeben. Jede der erhaltenen Schmelzen wurde zu einem Barren (10 mm χ 10 mm Durchmesser; 250 mm Länge) vergossen, der danach durch drei bis fünf Zonenschmelz-Zyklen in Vakuum gereinigt wurde. Eine 100 mm lange Probe wurde von dem Ende des Barrens abgeschnitten, an dem die Zonenschmelzbehandlung gestartet worden war. Durch diese Verfahrensweise wurden Barren aus gereinigtem hochreinem Kupfer mit den in Tabelle 3 gezeigten Gehalten an Verunreinigungen erhalten. Der Gehalt jeder der in diesen Barren vorhandenen reinigenden Komponenten betrug nicht mehr als 0,1 ppm. Die Barren aus zonengeschmolzenem hochreinem Kupfer wurden dann in einem Vakuumschmelzofen geschmolzen und ein Seltenes Erdelement (gemäß Tabelle 3) und/oder Y wurde in den in Tabelle 3 gezeigten Mengen den Schmelzen einverleibt. Dann wurden die Schmelzen zu Barren vergossen,
30 die durch wiederholte Heiß- und Kaltwalzstufen zu sehr
feinen Drähten von Cu-Legierung ausgezogen wurden (Proben 1 bis 33 gemäß der Erfindung). Jeder der Drähte hatte einen Durchmesser von 25 \xm und die Gehalte an S, Se und Te sowie der Gesamtgehalt an zufälligen Verunreinigungen waren im wesentlichen die gleichen wie in den Ausgangsbarren aus hochreinem durch Zonenschmelzen gereinigten Kupfer, aus
dem diese Drähte hergestellt worden waren. Sehr feine Vergleichsdrähte wurden aus sauerstoffreiem Kupfer, elektroraffiniertem hochreinem Kupfer und durch Zonenschmelzen gereinigtem hochreinem Kupfer unter den gleichen Bedingungen wie vorher gezogen.
Die so hergestellten sehr feinen Drähte wurden mit hoher Geschwindigkeit (0,15-Sekunden-Intervalle zwischen den Bonding-Vorgangen) durch Nagelkopfbonden an der Bondinsel aus Al-Legierung auf Si-Halbleiterplättchen befestigt. Um die Härteänderung des an der Spitze jedes Drahtes gebildeten Kügelchens, die durch Thermokompression verursacht wurde, festzustellen, wurde die Vickers-Härte an einem Querschnitt des Kügelchens vor und nach dem Bonding-Vorgang
4
gemessen. Nach 10 -Bonding-Vorgängen wurde die Anzahl von Beschädigungen ausgezählt, die an der Bondinsel verursacht waren. Außerdem wurden 116-Pin-ICs in einem Kunstharzgehäuse 1000 Heizzyklen (wobei ein Zyklus aus dem Erhitzen auf 1500C und anschließendem Abkühlen auf -55°C bestand) unterworfen, um die Haltbarkeit der gebondeten Drähte zu bestimmen, wobei die Anzahl der Drähte bestimmt wurde, die an der Verengung kurz oberhalb des Kügelchens gebrochen waren, welches durch Thermokompression zur Ausbildung der Verbindung erhalten worden war. Die Ergebnisse dieser Messungen
25 sind in Tabelle 3 gezeigt.
Zur Messung des HV-Wertes wurde ein Schnitt quer durch das Kügelchen gelegt, wobei darauf geachtet wurde, daß keinerlei Spannungen eingeführt wurden. Nach dem Ätzen wurde dann der HV-Wert mit einem sehr kleinen Modell eines Mikromeßgeräts für die Vickers-Härte bestimmt.
Tabelle 3
r. Reinigende
Komponente
(ppm)		 Verunreinigungsgehalte
(ppm)		 Se Te Gesamt Seltenes Erdelemant
als Iegierungs-
komponente
(ppm)		 Querschnittshärte
des Kügelchens
(HV)		 Nach der
jrapressicn		 Häufig
keit
der
Beschä
digung
der
Bond
insel		 Häufigkeit
von
Draht
brüchen
(Anzahl da:
Brüche/
Anzahl der
Tests)
Probe N 1 La: 3,3 S 0 03 0,03 0,33 La: 0,5 Vor der
Thermok(		 43 0 0/100
Cu-
Legie-
rungs-
Drähte
gemäß
Erfin
dung		 2 La: 35,1 0,14 0 02 0,02 0,52 La: 1,0 38 44 0 0/100
3 La: 72,4 0,12 0 04 0,01 0,77 La: 2,9 38 45 1 0/100
4 La: 98,8 0/18 0 05 0,09 0,25 Ce: 0,6 39 41 0 0/100
5 Pr: 3,1 0,04 0 07 0,08 0,74 Ce: 2,8 38 44 0 oAoo
6 Ce: 3,2 0,14 0 02 0,06 0,45 Pr: 0,5 38 41 0 1/100
7 Ce: 83,2 0,14 0 03 0,03 0,38 Pr: 2,9 39 43 0 0/100
8 Ce: 92,6 0,13 0 02 0,02 0,29 Nd: 0,5 38 42 0 0/100
9 Ti: 3,3 0,05 0 02 0,02 0,97 Nd: 2,8 38 44 0 0/100
10 Ti: 23,5 0/09 0 04 0,02 0,35 Sm: 0,5 39 43 0 0/100
11 Ti: 90,5 0/11 0 02 0,04 0,79 Sm: 2,9 38 45 2 0/100
12 Zr: 3,2 0/15 0 08 0,03 0>60 Eu: 0,5 39 42 0 1/100
0,19 38
Tabelle 3 (Fortsetzung)
Cu-
Lsgie-
rungs-
Drähte
gemäß
Erfin
dung		 13 Zr; 95,0 0,08 0,06 0,06 0,67 Eu: 2,8 38 43 0 0/100
14 Hf: 3,1 0,09 0,02 0,09 0,64 Gd: 0,6 38 42 0 1/100
15 Hf: 96,5 0,10 0,06 0,08 0,27 Gd: 2,7 38 43 0 0/100
16 Ca: 3,3 0,02 0,05 0,02 0,44 Tb: 0,5 39 42 0 2/100
17 Ca: 97,4 0,04 0,09 0,06 0,46 Tb: 2,9 38 44 0 0/100
18 Mg: 3,1 0,16 0,08 0,09 0,48 Dy: 1,0 38 42 0 1/100
19 Mg: 98,2 0,02 0,07 0,08 0,52 Ho: 2,8 39 43 0 0/100
20 La: 2,8, Pr: 3,0,
Nb: 15,0		 0,09 0,05 0,02 0,67 Er: 1,5 38 44 0 0/100
21 La: 10,6, Ce: 30,0 0,14 0,09 0,02 0,68 Tm: 1,3 38 43 1 0/100
22 La: 1,5, Ti: 2,0 0,13 0,08 0,08 0,35 Yb: 0,5 38 42 0 1/100
23 La: 30,0, Ca: 35,0 0,07 0,05 0,03 0,83 Lu: 1,8 38 . 44 0 0/100
24 Ti: 10,0, Ca: 20,0 0,01 0,05 0,06 0,21 Sc: 0,5 38 43 0 0/100
25 Ce: 50,0, Ti: 45,0 0,06 0,02 0,02 0,77 Sc: 2,8 38 44 1 0/100
26 Li: 3,2 0,10 0,05 0,09 0,39 Y: 0,5 38 42 0 2/100
27 Li: 20,0 0,17 0,09 0,07 0,67 Y:2,8 39 44 0 0/100
28 Li: 85,5 0,10 0,04 0,09 0,78 La: 0,5, Ce: 1,8 38 45 1 0/100
CD OI OO
29 1 Zr: 12,0 : 10,8 0,08 0 ,02 Tabelle 3 0,81 (Fortsetzung) o, 38 45 2 0/100
30 2 La:
Ca:		 20,6
10,0 		: 10,0,
: 3,8		 0,02 0 ,02 0,93 Dy: 0,2, Er: 2,
Lu: 0,5		 o, 38 44 1 0/100
Cu-
Iegie-
rungs-		 31 Hf: 25,0 : 10,0 0,12 0 ,07 0,05 0,54 Pr: 1,0, Gd: 1,
Tb: 0,5		 38 43 0 0/100
Drähte
gemäß		 32 Ti:
Ca:		 5,8,
3,0,		 5,6,
3,0		 0,13 0 ,05 0 06 0,66 Sc: 1,5, Y: 0,5 8 38 44 0 0/100
Erfin
dung		 33 La:
Pr:
Hf:		 5,0,
5/5,
7,0,		 8,0,
10,5,
3,5		 0,14 0 ,09 0 08 0,82 Ho: 0,3, Yb: 0,
Er: 1,0		 5,
5		 38 45 1 0/100
Draht aus
sauerstoff-
freiem Kupfer		 - - 0 04 - La: 0,5, Ce: 0,
Pr: 0,8, Sm: 0,		 48 56 983 0Λ00
Draht aus
elektroraffi-
niertem hoch
reinem Kupfei		 - - * M 0 03 - - 38 50 510 OAOO
Draht au=
durch
Zonen
schmelzen		 La: 3,3 0,14 o, ,03 - 0,33 - 38 40 0 28/100
gereinig
tem hoch
reinem
Kupfer		 La: 30,0, . 35,0 0,07 O1 05 - 0,83 - 38 40 0 24/100
0,03 -
r Mg 0,03
, Zr
r Mg
f Li
Zr:
Mg:
Nd:
Ti:
Mg:
Ca
O Cn QQ
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, enthielten die Drahtproben 1 bis 33 gemäß der Erfindung nicht mehr als 0,2 ppm S und nicht mehr als 0,1 ppm Se oder Te, wobei der Gesamtgehalt an zufälligen Verunreinigungen bei sehr niederen Werten lag (<1 ppm). Daher hatte das an der Spitze jedes Drahtes gebildete Kügelchen eine relative niedere Härte und unterlag auch keiner wesentlichen Erhöhung der Härte aufgrund der Thermokompression, die zur Durchführung des Nagelkopfbondens angewendet wurde. Infolgedessen hatte das Auftreten von Beschädigungen der Bondinsel auf jedem Si-Halbleiterplättchen durch das Kügelchen während Hochgeschwindigkeits-Bondens nahezu den Wert Null. Außerdem widerstanden die erfindungsgemäßen Drahtproben wiederholten Heizzyklen, denen ICs in ihrer ArbeitsUmgebung unterworfen werden, mit einem Mindestmaß an Brüchen an der Verengung unmittelbar oberhalb des Bonding-Kügelchens, was auf den Zusatz eines Seltenen Erdelements und/oder von Y in Mengen innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 3 ppm zurückzuführen war.
Im Gegensatz zu dieser hohen Verläßlichkeit der erfindungsgemäßen Proben unterlagen die sehr feinen Drähte aus sauerstoffreiem Kupfer und elektroraffiniertem hochreinem Kupfer, die relativ hohe Gehalte an zufälligen Verunreinigungen enthielten, in einem merklichen Ausmaß der Verformungshärtung an der Stelle des Kügelchens nach dem Anwenden der Thermokompression und das gehärtete Kügelchen verursachte häufige Schäden an der Bondinsel auf jedem Si-Plättchen. Der aus durch Zonenschmelzen gereinigtem hochreinem Kupfer hergestellte sehr feine Draht, der sehr niedrige Gehalte an zufälligen Verunreinigungen hatte, der jedoch kein Seltenes Erdelement oder Y als Legierungskomponente enthielt, verursachte ebenfalls nur in sehr geringem Maß eine Beschädigung der Bondinsel {wie aus Tabelle 3 hervorgeht). Bei diesem Draht traten jedoch Brüche an der Verengung kurz oberhalb des gebondeten Kügelchens auf, wenn
der Draht wiederholten Heizzyklen unterworfen wurde.
Ein erfindungsgemäßer sehr feiner Draht aus Cu-Legierung eignet sich daher sehr gut für das Hochgeschwindigkeits-
5 Nagelkopfbonden, wobei nur eine äußerst geringe Gefahr
besteht, daß die Bondinsel eines Halbleiterplättchens durch das an der Spitze des Drahtes ausgebildete Kügelchen beschädigt wird. Außerdem bricht der an das Halbleiterplättchen gebondete Draht kaum an der Verengung kurz oberhalb des gebondeten Kugelchens, selbst wenn das Halbleiterplättchen wiederholten Heizzyklen unterworfen wird,die normalerweise in der Arbeitsumgebung von ICs auftreten. Aufgrund dieser Merkmale läßt sich der erfindungsgemäße sehr feine Draht aus Cu-Legierung vorteilhaft als praktische Alternative für den sehr feinen Golddraht einsetzen, der üblicherweise zum Bonden von Halbleitervorrichtungen verwendet wird.

Claims (6)

  1. POSTFACH 82 03 45 D-8000 MÜNCHEN 23 TELEFON (080)22 39 11 TELEX 93 14 030 SSSMD TELECOPIER (089)23 30 15
    DEA 23 278
    Zum Bonden von Halbleitervorrichtungen geeigneter Draht und Verfahren zu dessen Herstellung
    Patentansprüche
    1/ Zum Bonden von Halbleitervorrichtungen geeigneter, sehr feiner Draht/ dadurch gekennzeichnet , daß er aus hochreinem Kupfer besteht, das nicht mehr als 0,1 ppm jedes der Bestandteile S, Se und Te als zufällige Verunreinigungen enthält, wobei der Gesamtgehalt der vorstehenden und anderer zufälliger Verunreinigungen eine Konzentration von 0,3 ppm nicht überschreitet.
  2. 2. Zum Bonden von Halbleitervorrichtungen geeigneter, sehr feiner Draht, dadurch gekennzeichnet, daß er aus hochreinem Kupfer besteht, das 0,5 bis 3 ppm mindestens eines Legierungselements aus der Gruppe der Seltenen Erdelemente und Y enthält und zum restlichen Anteil aus Cu und zufälligen Verunreinigungen besteht, welche nicht mehr als 0,2 ppm S und nicht mehr als 0,1 ppm Se oder Te umfassen, wobei der Gesamtgehalt dieser und eventueller anderer zufälliger Verunreinigungen einen Wert von 1 ppm nicht überschreitet.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung eines zum Bonden von Halbleitervorrichtungen geeigneten Drahtes unter Verwendung eines durch Zonenschmelzen gereinigten Kupfer-Ausgangsmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial hochreines Kupfer verwendet, dem als reinigende Komponente mindestens ein Seltenes Erdmetall in einer Menge von 0,1 bis 100 ppm (Gewichtsteile pro eine Million Gewichtsteile) zugesetzt wurde, und einen Barren dieses Ausgangsmaterials durch Zonenschmelzen reinigt.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung eines zum Bonden von Halbleitervorrichtungen geeigneten Drahtes unter Verwendung eines durch Zonenschmelzen gereinigten Kupfer-Ausgangsmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial hochreines Kupfer verwendet, dem 0,1 bis 100 ppm (Gewichtsteile pro eine Million Gewichtsteile) mindestens einer reinigenden Komponente aus der Gruppe Mg, Ca, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, Rb und Cs zugesetzt wurde, und einen Barren dieses Ausgangsmaterials durch Zorien-
    20 schmelzen reinigt.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung eines zum Bonden von Halbleitervorrichtungen geeigneten Drahtes unter Verwendung eines durch Zonenschmelzen gereinigten Kupfer-Ausgangsmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial hochreines Kupfer verwendet, dem 0,1 bis ppm (Gewichtsteile pro eine Million Gewichtsteile) einer reinigenden Komponente zugesetzt wurde, die eine Kombination aus mindestens einem Seltenen Erdelement und mindestens einem Element aus der Gruppe Mg, Ca, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, Rb und Cs umfaßt, und einen Barren dieses Ausgangsmaterials durch Zonenschmelzen reinigt.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung eines zum Bonden von
    Halbleitervorrichtungen geeigneten Drahtes unter Verwendung eines durch Zonenschmelzen gereinigten Kupfer-Aus-
    —· 3 ■—
    gangsmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial hochreines Kupfer verwendet, dem 0,1 bis ppm (Gewichtsteile pro eine Million Gewichtsteile) mindestens einer reinigenden Komponente aus der Gruppe Mg, Ca, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, Rb und Cs zugesetzt wurde, einen Barren dieses Ausgangsmaterials durch Zonenschmelzen reinigt und dem gebildeten hochgereinigten Kupfer 0,5 bis 3 ppm eines Seltenen Erdelements und/oder Y als Legierungselement zusetzt.
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